JPH0545356B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0545356B2 JPH0545356B2 JP61033297A JP3329786A JPH0545356B2 JP H0545356 B2 JPH0545356 B2 JP H0545356B2 JP 61033297 A JP61033297 A JP 61033297A JP 3329786 A JP3329786 A JP 3329786A JP H0545356 B2 JPH0545356 B2 JP H0545356B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- welding
- deflection
- pulse
- scanning
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電子ビーム溶接機の自動化に関し、
特に、電子ビームと、被溶接物の溶接線との位置
ズレ量を、偏向走査により得られた反射電子の信
号により検出し、それを補正するシームトラツカ
ーに関する。
特に、電子ビームと、被溶接物の溶接線との位置
ズレ量を、偏向走査により得られた反射電子の信
号により検出し、それを補正するシームトラツカ
ーに関する。
従来の、この種装置の構成を示すブロツクダイ
ヤグラムが第２図である。図で、１は電子ビーム
９の加速電源で１′で接地される。６は３ノード
で６′で接地される。３はフイラメント（カソー
ド）５の加熱電源、２は、ウエネルト４にバイア
ス電圧を供給するバイアス電源、４０は主レンズ
コイル７にレンズ電流を供給するレンズ電源、４
１は補正レンズコイル８にレンズ電流を供給す
る、補正レンズ電源２４，２４′は被溶接物で、
その接合部は溶接線２２として示されている。２
０は溶接点で電子ビーム９が被溶接物２４に照射
され溶接を実行している点である。被溶接物２４
は３１で接地された試料台３０の上に固定され、
図示されない駆動系により矢印の方向に移動され
る。溶接の完了した、溶接ビードは２１として示
される。１２は反射電子２３の検出アンテナであ
る。４６はシームトラツカー制御部で、偏向コイ
ル１０のＶ軸に、鋸歯状波発振器４４およびアン
プ４２を介して、偏向電流を流し、電流ビーム９
を溶接点から未溶接部分に先行させ先行ビーム１
１とし、偏向コイル１０のＨ軸に、鋸歯状波発振
器４５およびアンプ４３を介して、偏向電流５０
を流し、先行ビーム１１を溶接線２２を横切る様
に偏向走査させ、溶接接合部における反射電子２
３の減少を、切り込みパルス５３として作成し、
偏向走査タイムカウンター４７のストツプ信号と
して送り込む、５２は波形整形器である。さらに
シームトラツカー制御部４６は、タイムカウンタ
ー４７に鋸歯状波発生器に与える走査指令信号
と、第３図に示す様な関係にある、タイムカウン
タスタートパルス５１を出し、偏向スタートか
ら、接合部に相当する切込みパルス５３まで走査
するに要した時間t0を時間値５４として受取り、
同じく第３図でt1として示した、偏向スタートか
ら偏向電流５０がゼロすなわち、電子ビーム１１
が走査方向のオリジナルポイントを通過するまで
の時間との差t0−t1を求め、走査速度Ｖを垂じて
ビーム１１と、溶接線２２との位置ズレ量を算出
して、鋸歯状波発生器４５に対してDCオフセツ
トデータを与え最終的には、電子ビーム９を、位
置ズレを補正する方向にシフトさせる。尚、溶接
を実行させる時は、電子ビームの被溶接物に対す
焦点の位置は、被溶接物表面ではなく、被溶接物
の内部又は、手前に結ばせて、被溶接物表面では
若干焦点をずらす方が、溶接の仕上り状態が良好
である事が知られており、焦点をずらすのが一般
的である。ところが、鮮明な切り込みパルス５３
を得るためには、走査時のビームは、出来る限り
細く絞る必要がある。この為、補正レンズ８に対
して、補正レンズ電源４１を介して、シームトラ
ツカー制御部４６は、走査期間中は、あらかじめ
定められた量だけ、補正レンズ電流を流し、焦点
を被溶接物の表面に結ばせる。上記のシステムに
より、溶接を極めて短時間中断して間欠的に走査
し、補正信号を作り出し、ビームを偏向させて位
置ズレを補正するのである。
ヤグラムが第２図である。図で、１は電子ビーム
９の加速電源で１′で接地される。６は３ノード
で６′で接地される。３はフイラメント（カソー
ド）５の加熱電源、２は、ウエネルト４にバイア
ス電圧を供給するバイアス電源、４０は主レンズ
コイル７にレンズ電流を供給するレンズ電源、４
１は補正レンズコイル８にレンズ電流を供給す
る、補正レンズ電源２４，２４′は被溶接物で、
その接合部は溶接線２２として示されている。２
０は溶接点で電子ビーム９が被溶接物２４に照射
され溶接を実行している点である。被溶接物２４
は３１で接地された試料台３０の上に固定され、
図示されない駆動系により矢印の方向に移動され
る。溶接の完了した、溶接ビードは２１として示
される。１２は反射電子２３の検出アンテナであ
る。４６はシームトラツカー制御部で、偏向コイ
ル１０のＶ軸に、鋸歯状波発振器４４およびアン
プ４２を介して、偏向電流を流し、電流ビーム９
を溶接点から未溶接部分に先行させ先行ビーム１
１とし、偏向コイル１０のＨ軸に、鋸歯状波発振
器４５およびアンプ４３を介して、偏向電流５０
を流し、先行ビーム１１を溶接線２２を横切る様
に偏向走査させ、溶接接合部における反射電子２
３の減少を、切り込みパルス５３として作成し、
偏向走査タイムカウンター４７のストツプ信号と
して送り込む、５２は波形整形器である。さらに
シームトラツカー制御部４６は、タイムカウンタ
ー４７に鋸歯状波発生器に与える走査指令信号
と、第３図に示す様な関係にある、タイムカウン
タスタートパルス５１を出し、偏向スタートか
ら、接合部に相当する切込みパルス５３まで走査
するに要した時間t0を時間値５４として受取り、
同じく第３図でt1として示した、偏向スタートか
ら偏向電流５０がゼロすなわち、電子ビーム１１
が走査方向のオリジナルポイントを通過するまで
の時間との差t0−t1を求め、走査速度Ｖを垂じて
ビーム１１と、溶接線２２との位置ズレ量を算出
して、鋸歯状波発生器４５に対してDCオフセツ
トデータを与え最終的には、電子ビーム９を、位
置ズレを補正する方向にシフトさせる。尚、溶接
を実行させる時は、電子ビームの被溶接物に対す
焦点の位置は、被溶接物表面ではなく、被溶接物
の内部又は、手前に結ばせて、被溶接物表面では
若干焦点をずらす方が、溶接の仕上り状態が良好
である事が知られており、焦点をずらすのが一般
的である。ところが、鮮明な切り込みパルス５３
を得るためには、走査時のビームは、出来る限り
細く絞る必要がある。この為、補正レンズ８に対
して、補正レンズ電源４１を介して、シームトラ
ツカー制御部４６は、走査期間中は、あらかじめ
定められた量だけ、補正レンズ電流を流し、焦点
を被溶接物の表面に結ばせる。上記のシステムに
より、溶接を極めて短時間中断して間欠的に走査
し、補正信号を作り出し、ビームを偏向させて位
置ズレを補正するのである。
ところで、上記システムでは、反射電子検出信
号５３を得る過程で、ノイズの除去手段は、波形
整形器５２は設けてあるものの、その方法は、ア
ナログ的積分法又はコンピユータを用いたデジタ
ル的積分法によるもので、必らずしも満足の出来
るＳ／Ｎ比が得られるものではなかつた。加えて
溶接ビーム電流そのものを利用して走査を行うた
め、被溶接物の板厚が増加して、溶接電力が増加
すると、走査中に被溶接物の表面が融けて、反射
電子信号に欠落を生じ、トラツキング精度を劣化
させていた。
号５３を得る過程で、ノイズの除去手段は、波形
整形器５２は設けてあるものの、その方法は、ア
ナログ的積分法又はコンピユータを用いたデジタ
ル的積分法によるもので、必らずしも満足の出来
るＳ／Ｎ比が得られるものではなかつた。加えて
溶接ビーム電流そのものを利用して走査を行うた
め、被溶接物の板厚が増加して、溶接電力が増加
すると、走査中に被溶接物の表面が融けて、反射
電子信号に欠落を生じ、トラツキング精度を劣化
させていた。
この発明は、かかる問題を解決すべく構成した
もので、偏向走査期間中に電子ビーム電流を高速
でパルス制御し、これと同期して反射電子検出信
号をサンプリングして、反射電子信号５３のＳ／
Ｎ比を向上させると共に、走査期間中のビームを
パルス制御する事で、平均熱入力を下げ、走査期
間中に被溶接物表面が溶融して、反射電子信号に
欠落が生じない様にしたものである。
もので、偏向走査期間中に電子ビーム電流を高速
でパルス制御し、これと同期して反射電子検出信
号をサンプリングして、反射電子信号５３のＳ／
Ｎ比を向上させると共に、走査期間中のビームを
パルス制御する事で、平均熱入力を下げ、走査期
間中に被溶接物表面が溶融して、反射電子信号に
欠落が生じない様にしたものである。
第１図は、この発明の一実施例を示すブロツク
ダイヤグラムで、第２図のそれと同一の構成要素
には、同一番号を付してあるので、説明を省略す
る。図で１０１はパルス発生器で、シームトラツ
カー制御部４６から走査期間中に出される信号に
より発振を開始して、ビームパルス制御回路１０
２により、ウエネルト４にかかるバイアス電圧を
パルス制御してビーム電流をパルス化すると共
に、これと同期してサンプリング制御回路１００
を動作させて、反射電子２３により検出信号１０
３を、選択的に抽出する。この様子を、偏向走査
と関連して図示したものが第４図である。図で、
ビーム電流が偏向走査の期間パルス状に制御され
るため、検出信号１０３もパルス状になる、これ
をサンプリング回路１００および波形整形器５２
を通して、反射電子検出信号５３を得る。尚、パ
ルスの数は、説明をわかり易くするため大幅に少
なくしてあるが、実際は、１偏向走査期間に数百
パルス必要であることは申すまでもない。
ダイヤグラムで、第２図のそれと同一の構成要素
には、同一番号を付してあるので、説明を省略す
る。図で１０１はパルス発生器で、シームトラツ
カー制御部４６から走査期間中に出される信号に
より発振を開始して、ビームパルス制御回路１０
２により、ウエネルト４にかかるバイアス電圧を
パルス制御してビーム電流をパルス化すると共
に、これと同期してサンプリング制御回路１００
を動作させて、反射電子２３により検出信号１０
３を、選択的に抽出する。この様子を、偏向走査
と関連して図示したものが第４図である。図で、
ビーム電流が偏向走査の期間パルス状に制御され
るため、検出信号１０３もパルス状になる、これ
をサンプリング回路１００および波形整形器５２
を通して、反射電子検出信号５３を得る。尚、パ
ルスの数は、説明をわかり易くするため大幅に少
なくしてあるが、実際は、１偏向走査期間に数百
パルス必要であることは申すまでもない。
これにより、反射電子検出信号５３のＳ／Ｎ比
が、大幅に向上する事は、ロツクインアンプ等の
実例および、通信理論一般からも明らかである。
又、走査時の熱入力の減少もパルスのデユーテイ
フアクターを0.5とすれば、熱入力は半分になり、
さらには、反射電子検出信号５３のＳ／Ｎ比の向
上とあいまつて、パルスのピーク高さ、すなわ
ち、走査時のビームのピーク電流も低く抑える事
が出来るため、トラツキング制御の分解能が向上
し、トラツキング精度が向上するわけである。
が、大幅に向上する事は、ロツクインアンプ等の
実例および、通信理論一般からも明らかである。
又、走査時の熱入力の減少もパルスのデユーテイ
フアクターを0.5とすれば、熱入力は半分になり、
さらには、反射電子検出信号５３のＳ／Ｎ比の向
上とあいまつて、パルスのピーク高さ、すなわ
ち、走査時のビームのピーク電流も低く抑える事
が出来るため、トラツキング制御の分解能が向上
し、トラツキング精度が向上するわけである。
第１図はこの発明の一実施例のブロツクダイヤ
グラムを示す図、第２図は従来のこの種装置のブ
ロツクダイヤグラムを示す図、第３図は従来のこ
の種装置の動作を説明する図、第４図はこの発明
の装置の動作を説明する図である。 図で１は加速電源、２はバイアス電源、３はフ
イラメント電源、４はウエネルト、５はフイラメ
ント、６はアノード、７は主レンズコイル、８は
補正レンズコイル、９は電子ビーム、１０は偏向
コイル、１１は偏向コイルにより未溶接部に偏向
された先行ビーム、２０は溶接点、２１は溶接ビ
ード、２３は反射電子、２４は被溶接物、３０は
試料台、３１はその接地点である。４０は主レン
ズ電源、４１は補正レンズ電源、４２はＶ軸アン
プ、４３はＨ軸アンプ、４４，４５は各々Ｖ軸と
Ｈ軸の鋸歯状波発振器、４６はシームトラツカー
制御部。４７は偏向走査スタートから溶接接合点
にビームが到達するまでの時間を測定するタイム
カウンターで５１は、そのスタート信号、５３は
反射電子検出信号でストツプ信号となる。５２は
波形整形器、１０１はパルス発振器で、サンプリ
ング回路１００およびビームパルス制御回路１０
２に同期信号を送る。
グラムを示す図、第２図は従来のこの種装置のブ
ロツクダイヤグラムを示す図、第３図は従来のこ
の種装置の動作を説明する図、第４図はこの発明
の装置の動作を説明する図である。 図で１は加速電源、２はバイアス電源、３はフ
イラメント電源、４はウエネルト、５はフイラメ
ント、６はアノード、７は主レンズコイル、８は
補正レンズコイル、９は電子ビーム、１０は偏向
コイル、１１は偏向コイルにより未溶接部に偏向
された先行ビーム、２０は溶接点、２１は溶接ビ
ード、２３は反射電子、２４は被溶接物、３０は
試料台、３１はその接地点である。４０は主レン
ズ電源、４１は補正レンズ電源、４２はＶ軸アン
プ、４３はＨ軸アンプ、４４，４５は各々Ｖ軸と
Ｈ軸の鋸歯状波発振器、４６はシームトラツカー
制御部。４７は偏向走査スタートから溶接接合点
にビームが到達するまでの時間を測定するタイム
カウンターで５１は、そのスタート信号、５３は
反射電子検出信号でストツプ信号となる。５２は
波形整形器、１０１はパルス発振器で、サンプリ
ング回路１００およびビームパルス制御回路１０
２に同期信号を送る。
Claims (1)
- １ 溶接ビームを溶接線に沿つて未溶接方向に先
行させて、未溶接溶接線を横切る方向に偏向走査
し、被溶接物表面からの反射電子の量が、溶接接
合部において低下することを検出して、溶接接合
部と電子ビームとの位置ズレを補正するシームト
ラツカーで、偏向走査期間にビーム電流をパルス
状に制御する手段と、それに同期して、反射電子
検出アンテナからの検出信号をサンプリングする
検出手段を有する事を特徴とするシームトラツカ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329786A JPS62192280A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 電子ビ−ム溶接機のシ−ムトラツカ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3329786A JPS62192280A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 電子ビ−ム溶接機のシ−ムトラツカ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62192280A JPS62192280A (ja) | 1987-08-22 |
| JPH0545356B2 true JPH0545356B2 (ja) | 1993-07-08 |
Family
ID=12382611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3329786A Granted JPS62192280A (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | 電子ビ−ム溶接機のシ−ムトラツカ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62192280A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4665749B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-04-06 | トヨタ自動車株式会社 | 電子ビームによる円周溶接位置の補正方法 |
| RU2495737C1 (ru) * | 2012-02-21 | 2013-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" | Способ контроля электронно-лучевой сварки |
| RU2760201C9 (ru) * | 2020-12-30 | 2021-12-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Способ электронно-лучевой сварки с осцилляцией луча |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2901148A1 (de) * | 1979-01-12 | 1980-07-24 | Steigerwald Strahltech | Verfahren und einrichtung zur positionsregelung eines ladungstraegerstrahls in einer ladungstraegerstrahl-werkzeugmaschine |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP3329786A patent/JPS62192280A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62192280A (ja) | 1987-08-22 |
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